小议钢结构框架梁柱节点连接设计方法

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1、小议钢结构框架梁柱节点连接设计方法　　【摘要】本文对钢结构梁柱连接形式进行了叙述，结合螺栓连接，栓焊混合连接及全焊型连接各自特点进行了对比分析，得出了每种连接方式的优点和不足，并阐述了提高框架梁柱节点抗震性能的具体思路及措施。【关键词】钢结构；钢框架；梁柱节点；连接形式　　　1概述　　钢结构由于具有重量轻、塑性韧性好、制造简便、易于采用工业化生产、施工安装周期短、抗震性能较好等许多优点，近年来得到了快速的发展。梁、柱节点是钢框架中的关键连接部分，连接性能直接影响框架结构在荷载作用下的整体行为。实际的钢框架梁柱连接应分为三类：刚性连接、铰接连接和半刚性连

2、接。通过学习了解到对于梁柱节点的研究还有很长的路要走。在工业建筑物、构筑物中，梁柱连接一般均采用刚接节点，而民用建筑物、构筑物中，梁柱连接形式有用刚接节点的，也有用铰接节点的，承受荷载的差异是造成不同连接形式的重要原因之一。对于民建，梁与柱的连接是采用刚接还是铰接还需具体情况具体分析，如果做铰接，钢梁仅在腹板处采用高强螺栓连接，上、下翼缘无需进行现场焊接。这就使得现场安装程序大为简化，现场安装可以不受天气及季节的影响，安装速度大大提高。此外，在节点及构件设计中，节点和构件可以标准化。节点较好处理，只承受剪力，但梁的型号较大；对于工业建筑，梁柱一般是做刚

3、接，这是由于结构承受的荷载一般较大而且还有较大的动力荷载。　　　　2各种连接形式特点　　钢结构梁柱实际连接形式可分为螺栓连接、栓焊混合连接、全焊型连接。　　普通螺栓及高强度螺栓连接　　普通螺栓　　普通螺栓分为A,B,C3级，A,B级为精制螺栓，C级为粗制螺栓。A级和B级螺栓材料的性能等级为级或级，C级螺栓性能等级为级或级。A,B级精制螺栓已很少在钢结构中采用，C级螺栓用于不直接承受动力荷载结构中的次要连接，或安装时的临时固定和可拆卸结构的连接等。A,B级螺栓，从经济观点出发，以采用高强螺栓代替较为适宜。　　高强度螺栓　　我国现有两种高强度螺栓连接副：扭

4、剪型高强度螺栓连接副和大六角头高强度螺栓连接副，这两种高强度螺栓的性能都是可靠的，在设计中可以通用。　　抗剪连接，根据受力特性不同，又可分为以下形式：a.摩擦型高强度螺栓。为通过连接板层间的抗滑力来传递剪力，按板层间出现滑动作为其承载能力的极限状态，适用于重要结构和承受动力荷载的结构，以及可能出现的反向内力构件的连接。其孔径比公称直径大～。b.承压型高强度螺栓。以连接板层间出现滑动作为正常使用的极限状态，配以连接的破坏作为其承载能力的极限状态，其计算方法与构造要求与普通螺栓相同。可用于允许产生少量滑移的静荷载结构或间接承受动力荷载的构件，当允许在某一方

5、向产生较大滑移时，可采用长圆孔。当为圆孔时，其孔径比螺栓公称直径大～。承压型高强度螺栓适用于容许连接处有微量滑移的承受静力荷载的结构。　　摩擦型高强度螺栓与焊缝形成的混合连接　　这种连接应注意以下几点：1）焊缝的破坏强度高于高强栓连接的抗滑极限强度，其比值宜控制在1～3之间；2）不能用于需要验算疲劳的连接中；3）其施工顺序，应根据板件的厚度，施焊时能否采取反变形措施等具体条件分析决定，一般采用先栓后焊的方式，此时高强度螺栓的强度应计及焊接影响，作一定的折减；当采用先焊后栓且板间又不夹紧时，宜采用大直径螺栓，并需将螺栓的抗剪承载力设计值乘以折减系数；4）

6、在静力荷载作用下，摩擦型高强度螺栓可以和侧角焊缝共同作用。在直接承受动荷载作用的连接中，则不能用这种连接，施工时一般采用先栓后焊的程序，并在设计中考虑温度影响将高强度螺栓的预拉力予以适当折减，如乘以,的系数；5）能共同工作的混合连接，其总承载力可按不同连接方式承载力的总和考虑。　　全焊型连接　　全焊型连接时疲劳敏感，焊接结构的低温冷脆问题比较突出，产生焊接残余应力和变形，对结构工作产生不利影响，除因受力复杂，接头刚度大或施焊不便的安装接头不宜采用焊接外，可广泛用于工业与民用建筑钢结构中。　　全焊型梁柱连接的优点及施工时注意事项试验结果表明，全焊型梁柱连

7、接的滞回性能好于栓焊型混合连接，具有较好的塑性变形能力。在全焊型梁柱连接中，设计时应注意选择合适厚度的节点板。节点板太强，不仅浪费材料，也不能充分利用节点域的变形能力耗散地震能量；相反节点板太弱的梁柱连接虽然能发展相当大的塑性变形，但由于梁翼缘难以形成塑性，也限制了节点的耗能能力。同时，节点域的塑性转动过大会增加框架的水平位移，对框架的整体受力不利。在这种连接中，梁上、下盖板边缘加工后与柱采用叶接焊缝连接，盖板与梁的连接采用角焊缝，梁腹板与柱连接通过钢板或角钢而连在一起，钢板或角钢与梁腹板采用角焊缝连接，钢板或角钢与柱采用对接焊缝连接。在施工时应保证对

8、接焊缝的质量，对接焊缝必须焊透，梁上、盖板与柱对接焊缝的质量对梁柱刚性连接的滞回性能有很大的影